α-淀粉酶的生产工艺
α-淀粉酶的生产工艺

食品111 陈雅媚 14号
目的:
学习并掌握α-淀粉酶的制备工艺。
α-淀粉酶的背景知识
α-淀粉酶广泛分布于动物、植物和微生物中, 能水解淀粉产生糊精、麦芽糖、低聚糖和葡萄 糖等,是工业生产中应用最为广泛的酶制剂之 一。目前,α-淀粉酶已广泛应用于变性淀粉及 淀粉糖、焙烤工业、啤酒酿造、酒精工业、发 酵以及纺织等许多行业。本次设计的淀粉酶发 酵,分别以玉米粉为碳源,以豆饼为氮源,以 BF-7658枯草芽孢杆菌为生产菌种,同时做出 了生产工艺流程图,详细的介绍了α-淀粉酶的 生产工艺。
3 4 5 6 7
可溶性淀粉溶液 温度条件和 保持时间 斐林试剂 温度条件和 保持时间
2ml
煮沸 1mil
有砖红色沉淀
2ml
煮沸 1mil
无砖红色沉淀
2ml
煮沸 1mil
无砖红色沉淀
实验现象
The end
谢谢 本次课程到此结束
取三支洁净试管,编上号,并分别按下表中序号1至5要求操作。
序 号 1
项
目
试
管
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
可溶性淀粉溶液
1 2ml
60º C热水
2 2ml
沸水
3 2ml
冰块
2
3 4 5
温度条件 (保持5min)
新鲜淀粉酶溶液 (保持5min) 碘液(滴)
1ml 1
不变蓝
1ml 1
变蓝
1ml 1
变蓝
实验现象
二、PH对酶活性的影响
4. 不易以搅拌方式进行质量传递,因此发酵期间, 物质的添加无法达到均匀。 5. 由于不易侦测,从发酵工程的观点来看,许多 工作都只是在定性或观察性质,故不易设计反应 器,难以量化生产或设计合理化的发酵流程。
α-淀粉酶的生产工艺流程

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α淀粉酶

6制药和临床化学分析
已有报道,基于α一淀粉酶的液体稳定试剂已应用于全自动生化分析仪(CibaComingExpress)临床化学系统。
二α—淀粉酶的研究现状
1国内α一淀粉酶研究现状
1965年,我国开始应用淀粉芽孢杆菌BF一7658生产一淀粉酶,当时只有无锡酶制剂厂独家生产。1967年杭州怡糖厂实现了应用α一淀粉酶生产饴糖的新工艺,可以节约麦芽7%~10%,提高出糖率10%左右。1964年我国开始了酶法水解淀粉生产葡萄糖工艺的研究。l979年9月通过了酶法注射葡萄糖新工艺的鉴定,并先后在华北制药厂、河北东风制药厂、郑州嵩山制药厂等单位得到应用,取得了良好的经济效益。
2淀粉的液化作用和糖化作用
α一淀粉酶的主要市场是淀粉水解的产物,如葡萄糖和果糖。淀粉被转化为高果糖玉米糖浆(HFCS)。由于他们的高甜度,被用于饮料工业中软饮料的甜味剂。这个液化过程就用到在高温下热稳定性好的α一淀粉酶。α一淀粉酶在淀粉液化上的应用工艺已经相当成熟,而且有很多相关报道。
3纤维脱浆
由于α一淀粉酶是具有重要应用价值的工业酶,周内外很多课题组对它进行了研究。国内有代表性的研究单位有:四川大学,主要研究α一淀粉酶的生产菌株及其培养条件;江南大学,主要研究α一淀粉酶的结构以及应用性能,如耐热性、耐酸性;西北大学,主要研究α一淀粉酶的变性机理以及环境对α一淀粉酶的影响;华南理工大学,主要研究α一淀粉酶的固定化和动力性质;还有华中农业大学,中国科学院沈阳应用生态研究所,天津科技大学,南开大学生命科学学院,中国农业科学院,中国科学院微生物研究所等多家研究机构对多种α一淀粉酶生产菌的一淀粉酶基因进行了克隆以及表达研究。国外有代表性的研究单位有:加拿大的UniversityofBritishColumbia,他们对人胰腺的一淀粉酶结构和作用机理进行了深入的研究;丹麦的Carlsberg实验室主要研究大麦α一淀粉酶结构域与结合位点;美国的WesternRegionalResearchCenter主要研究大麦的α一淀粉酶与抗菌素的作用以及大麦α一淀粉酶的活性位点。
a-淀粉酶概述及应用

面包等焙烤食品储存一定时间后逐渐变干变硬,易碎,风味变差,这些都是 由于面包的陈化造成的,每年由于面包老化造成巨大的损失。传统的用于抑制老 化,提高焙烤食品质地和风味的添加剂主要有化学试剂,食糖,奶粉,糖酯,卵 磷脂和抗氧化剂等,近几年,酶 制剂越来越多的作为面团改良剂和抗老化剂用在 焙烤工业中,包括α-淀粉酶、分支酶、去分支酶、β-淀粉酶和普鲁兰酶等,其 中将α-淀粉酶和普鲁兰酶联合使用可以有效的延迟焙烤食品陈化,提高产品的货 价期。但是 ,在使用α-淀粉酶时,对其加入量要求比较严格,稍微过量就会导 致面包等焙烤食品粘度的增加。因此,最近人们逐渐使用中温α-淀粉酶,由于其 最适作用温度在 50℃~70℃左右,所以其在淀粉糊化时具有活性,而在焙烤过程 中则会逐渐失活,最终在焙烤完成时活性丧失。而且,在加工过程中α-淀粉酶会 水解淀粉生成聚合度在 4~9 的糊精,这些糊精也具有抗老化性。但是,现在中温 α-淀粉酶仅能从极少的一些微生物中提取[9-10]。
4.α-淀粉酶的工业应用
α-淀粉酶是淀粉及以淀粉为材料的工业生产中最重要的一种水解酶,其最早 的商业化应用在 1984 年,作为治疗消化紊乱的药物辅助剂。现在,α-淀粉酶已 广泛应用于食品、清洁剂、啤酒酿造、酒精工业等。
4.1 在焙烤工业中的应用
各种酶制剂在食品工业中的应用已有上百年的历史,最近几十年α-淀粉酶广 泛地应用于焙烤工业中焙烤工业中使用的酶制剂有很多,如蛋白酶、脂肪酶、普 鲁兰酶、木聚糖酶、纤维素酶、糖化酶等,但没有一种酶能取代α-淀粉酶在焙烤 食品中的应用。α-淀粉酶用于面包加工中可以使面包体积增大,纹理疏松;提高 面团的发酵速度;改善面包心的组织结构,增加内部组织的柔软度;产生良好而 稳定的面包外表色泽;提高入炉的急胀性;抗老化,改善面包心的弹性和口感; 延长面包心储存过程中的保鲜期。
α-淀粉酶

根据淀粉酶对淀粉的水解方式不同,可将其分为α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和异淀粉酶等。
其中,α-淀粉酶(α-1,4-葡聚糖-4-葡聚糖苷酶)多是胞外酶,其作用于淀粉时可从分子内部随机地切开淀粉链的α-1,4糖苷键,而生成糊精和还原糖,产物的末端残基碳原子构型为α-构型,故称α-淀粉酶。
α-淀粉酶来源广泛,主要存在发芽谷物的糊粉细胞中,当然,从微生物到高等动、植物均可分离到,是一种重要的淀粉水解酶,也是工业生产中应用最为广泛的酶制剂之一。
它可以由微生物发酵制备,也可以从动植物中提取。
不同来源的α-淀粉酶的性质有一定的区别,工业中主要应用的是真菌和细菌α-淀粉酶。
目前,α-淀粉酶已广泛应用于变性淀粉及淀粉糖、焙烤工业、啤酒酿造、酒精工业、发酵以及纺织等许多行业,是一种重要工业用酶。
如在淀粉加工业中,微生物α-淀粉酶已成功取代了化学降解法;在酒精工业中能显著提高出酒率。
其应用于各种工业中对缩短生产周期,提高产品得率和原料的利用率,提高产品质量和节约粮食资源,都有着极其重要的作用。
相对地,关于α-淀粉酶抑制剂国内外也有很多研究报道,α-淀粉酶抑制剂是糖苷水解酶的一种。
它能有效地抑制肠道内唾液及胰淀粉酶的活性,阻碍食物中碳水化合物的水解和消化,降低人体糖份吸收、降低血糖和血脂的含量,减少脂肪合成,减轻体重。
有报道表明,α-淀粉酶可以帮助改善糖尿病患者的耐糖量。
α-淀粉酶是淀粉及以淀粉为材料的工业生产中最重要的一种水解酶,其最早的商业化应用在1984年,作为治疗消化紊乱的药物辅助剂。
现在,α-淀粉酶已广泛应用于食品、清洁剂、啤酒酿造、酒精工业和造纸工业。
在焙烤工业中的应用:α-淀粉酶用于面包加工中可以使面包体积增大,纹理疏松;提高面团的发酵速度;改善面包心的组织结构,增加内部组织的柔软度;产生良好而稳定的面包外表色泽;提高入炉的急胀性;抗老化,改善面包心的弹性和口感;延长面包心储存过程中的保鲜期在啤酒酿造中的应用:啤洒是最早用酶的酿造产品之一,在啤洒酿造中添加α-淀粉酶使其较快液化以取代一部分麦芽,使辅料增加,成本降低,特别在麦芽糖化力低,辅助原料使用比例较大的场合,使用α-淀粉酶和β-淀粉酶协同麦芽糖化,可以弥补麦芽酶系不足,增加可发酵糖含量,提高麦汁率,麦汁色泽降低,过滤速度加快,提高了浸出物得率,同时又缩短了整体糊化时间。
α-淀粉酶的生产工艺

a-淀粉酶的发酵生产工艺扌商要:a•淀粉酶广泛分布于动物、植物和微生物中,能水解淀粉产生糊精、麦芽糖、低聚糖和葡萄糖等,是工业生产中应用最为广泛的酶制剂之一。
目前,a•淀粉酶已广泛应用于变性淀粉及淀粉糖、焙烤工业、啤酒酿造、酒精工业、发酵以及纺织等许多行业。
1•菌种的选育1. 1细菌的分离与初步鉴定:将土壤系列稀释,把10乞10-\10腐分别涂布到淀粉培养基上,27C倒置培养2天,将长出的菌落接入斜面。
将细菌从斜面接种到淀粉培养基培养2天,用碘液染色,记录透明圈大小和菌落直径,计算D/d值。
保菌供下次实验用。
1. 2紫外线诱变育种:取活化后的菌种配成菌悬液、稀释;倒淀粉培养基平板,将菌悬液涂布其表面;用紫外线处理平板0、2min.4min.6min、8min.10min,每个处理2次重复;放到黑暗中倒置培养,37C培养48h,分别计•数诱变组和对照组平板上的菌落数,并计算致死率;加入碘液,分别测量诱变组和对照组菌落的透明圈直径和菌落直径,计算D/d值;将D/d值最大的菌种保存到斜面培养基上。
1.3诱变方法以及变异菌株的筛选①诱变出发菌株在完全培养基中培养至对数生长期后期。
②以NTG为诱变剂,按一定处理剂量(包/ml),在一定pH值的缓冲液中30T恒温振荡处理1~4h°③经高速离心分离,移植于液体完全培养基进行后培养。
④经稀释涂布在含有1%淀粉BY固体培养基上,经24h培养形成小菌落。
⑤把单菌落分别移植于含2%淀粉B丫液体培养基中,30E培养36ho⑥用2#定性滤纸制成5mmdisc(小圆纸片),并用2%琼脂BY培养基灭菌后加入较大剂量青霉素(抑菌)。
倒入200mmx300mm长方形不锈钢玻璃培养皿中,冷却凝固。
然后把5mmdisc纸顺序放在培养基表面。
⑦用微量注射器分别吸取培养液,移植到相应的disc上。
把disc培养皿经37C,24h分别培养。
⑧把KI-I2液用喷雾器均匀分布在disc培养皿培养基的表面上,并挑出淀粉水解圈大的disc,用相对应的1ml培养液接种摇瓶,进行发酵测定酶活力。
基因工程菌生产耐高温α-淀粉酶发酵条件的优化

基因工程菌生产耐高温α-淀粉酶发酵条件的优化α-淀粉酶是一种能够水解淀粉的酶,被广泛应用于食品、制浆造纸、医药等领域。
由于生产条件的限制,传统的α-淀粉酶生产工艺存在很大的局限性,因此需要探索新的生产技术和生产菌株。
方法:
本实验选用经过基因工程改造的高温耐受性菌株,利用筛选得到的最优菌株进行发酵生产α-淀粉酶。
通过单因素实验和正交实验优化发酵条件,包括发酵时间、发酵温度、pH值、转速等指标,寻找最佳发酵条件。
结果:
确定最佳生产菌株后,发酵条件的单因素实验结果表明,最佳发酵时间为72小时,发酵温度为60℃,pH值为7.0,转速为180转/分。
进一步经过正交实验优化,确定了最佳的发酵条件为:发酵时间72小时,发酵温度60℃,pH值7.0,转速180转/分。
结论:
通过基因工程改造的耐高温菌株生产α-淀粉酶的发酵条件已经成功优化,这为更高效、环境友好的α-淀粉酶生产提供了技术支持和理论基础,同时也为高效生产其他工业酶类开辟了新的途径。
耐高温α淀粉酶研究进展

耐高温α 淀粉酶研究进展郑元木摘要: 耐高温α-淀粉酶是重要的工业用酶之一,本文简要综述了该酶结构、性质、作用机制、分离纯化方法及生产工艺流程和用途。
关键词:耐高温α-淀粉酶;作用机制;生产工艺;用途α-淀粉酶全称为α-1,4-葡聚糖水解酶(EC3.2.1.1),作用于淀粉时,可从分子内部切开α-1,4-糖苷键而生成糊精和还原糖,由于产物的末端葡萄糖残基C1碳原子为α-构型,故得名为α-淀粉酶[1]。
耐高温α-淀粉酶不同于中温α-淀粉酶和α-淀粉酶普通高温,具有优越的耐热性能、酶活力高和较宽的pH适应范围等特性,故在工业中得到广泛的应用。
1 结构、功能、作用机制比较不同来源的耐高温α-淀粉酶氨基酸序列发现,虽然有的氨基酸序列相似性不足30%,但它们的三级结构极为相似,这也表明三级结构是催化活性的关键因素[2]。
耐高温α-淀粉酶都是由三个结构域组成,即为结构域A、结构域B、结构域C。
地衣芽孢杆菌是生产耐高温α-淀粉酶最重要的菌种,以地衣芽孢杆菌耐高温α-淀粉酶为例(结构如图一)[3]。
结构域A为8个α-螺旋和8个β-折叠交替组成的α/β桶状结构,该结构较为刚性,维持酶的基本构象。
结构域B具有较大的柔性,推测它可能与底物特异性结合有关,主要由一个或几个β-折叠构成。
结构域C构成α-淀粉酶的碳端,由反平行β-折叠组成,它包含的氨基酸少,距离活性位点远,缺乏柔性,目前它的功能尚不清楚。
α-淀粉酶的催化活性口袋位于结构域A和B之间,在α/β桶状结构的底部。
此外,在结构域A和B之间还发现有一个或几个钙离子及其他金属离子结合位点,推测它可能与稳定酶的结构有关。
耐高温α-淀粉酶属于水解酶类,能随机水解淀粉、糖原及降解物内部的α-D-1,4糖苷键,使溶液的粘度迅速下降,产生可溶性糊精、低聚糖及少量麦芽糖、葡萄糖。
对于耐高温α-淀粉酶作用机制的研究,Nielsen JE[4]等提出了如图二模型。
该模型认为催化中心位于α/β桶状结构的底部,Glu261和Asp231是起催化作用的两个重要残基。
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α-淀粉酶的发酵生产工艺摘要:α-淀粉酶广泛分布于动物、植物和微生物中,能水解淀粉产生糊精、麦芽糖、低聚糖和葡萄糖等,是工业生产中应用最为广泛的酶制剂之一。
目前,α-淀粉酶已广泛应用于变性淀粉及淀粉糖、焙烤工业、啤酒酿造、酒精工业、发酵以及纺织等许多行业。
1.菌种的选育1. 1 细菌的分离与初步鉴定:将土壤系列稀释,把10-3 、10-4、10-5分别涂布到淀粉培养基上,27℃倒置培养2天,将长出的菌落接入斜面。
将细菌从斜面接种到淀粉培养基培养2天,用碘液染色,记录透明圈大小和菌落直径,计算D/d值。
保菌供下次实验用。
1.2 紫外线诱变育种:取活化后的菌种配成菌悬液、稀释;倒淀粉培养基平板,将菌悬液涂布其表面;用紫外线处理平板0、2min、4min、6min、8min、10min,每个处理2次重复;放到黑暗中倒置培养,37℃培养48h,分别计数诱变组和对照组平板上的菌落数,并计算致死率;加入碘液,分别测量诱变组和对照组菌落的透明圈直径和菌落直径,计算D/d值;将D/d值最大的菌种保存到斜面培养基上。
1.3 诱变方法以及变异菌株的筛选①诱变出发菌株在完全培养基中培养至对数生长期后期。
②以NTG为诱变剂,按一定处理剂量(μg/ml),在一定pH值的缓冲液中30℃恒温振荡处理1~4 h。
③经高速离心分离,移植于液体完全培养基进行后培养。
④经稀释涂布在含有1%淀粉BY固体培养基上,经24 h培养形成小菌落。
⑤把单菌落分别移植于含2%淀粉BY液体培养基中,30℃培养36 h。
⑥用2#定性滤纸制成5 mm disc(小圆纸片),并用2%琼脂BY培养基灭菌后加入较大剂量青霉素(抑菌)。
倒入200 mm×300mm长方形不锈钢玻璃培养皿中,冷却凝固。
然后把5 mm disc 纸顺序放在培养基表面。
⑦用微量注射器分别吸取培养液,移植到相应的disc上。
把disc培养皿经37℃,24h分别培养。
⑧把KI-I2液用喷雾器均匀分布在disc培养皿培养基的表面上,并挑出淀粉水解圈大的disc,用相对应的1 ml培养液接种摇瓶,进行发酵测定酶活力。
把各种斜面菌株经活化培养,接种于1%淀粉培养基的三角瓶中,进行摇瓶比较实验。
将菌株作逐一对比,从中筛选出酶活较高的产酶菌株。
经菌种诱变选育α-淀粉酶高产菌株为诱变的出发菌株,经NTG反复多次处理,并经淀粉水解圈初筛和摇瓶复筛,来选育α-淀粉酶高产菌株。
经NTG反复多次处理,α-淀粉酶活力有较大幅度提高。
在经5次NTG处理之后,其变异株α-淀粉酶活达到34 200 (U/ml),较出发菌株提高了4.2倍以上,说明该诱变处理及选育方法是行之有效的。
经NTG处理所得的变异菌株的产酶稳定性较差,必须经反复多次单菌落分离和摇瓶比较,逐渐筛选出产酶稳定性好的菌株。
2 培养基的优化配制2.1培养基的制作(1)培养基的类型培养基的种类很多,可以根据组成、状态和用途等进行分类,按照用途可以分成孢子培养基,种子培养基和发酵培养基。
微生物大规模发酵设计主要用到孢子,种子和发酵培养基这三种类型。
(2)孢子培养基孢子培养基配制的目的是供菌体繁殖孢子的,常采用的是固体培养基,对这类培养基的要求是能使菌体生长快速,产生数量多而优质的孢子,并且不会引起菌体变异。
对孢子培养基的要求:①营养不要太丰富;②所用无机盐的浓度要适量;③注意培养基的pH和湿度。
α-淀粉酶的孢子培养基配置如下:将麸皮5%、豆饼粉3%、蛋白胨0.25%、琼脂2%(pH 7.1)制成斜面培养基,在0.1MPa蒸汽灭菌20 min 。
(3)种子培养基种子培养基是供孢子发芽、生长和大量繁殖菌丝体,并使菌丝体长得粗壮成为活力强的种子。
对于种子培养基的营养要求比较丰富和完全,氮源和维生素的含量也比较高些,浓度以稀薄为好,可以达到较高的溶解氧,供大量菌体生长和繁殖。
α-淀粉酶的种子培养基的配置:将豆饼1%、蛋白胨和酵母膏各0.4%、氯化钠0.05%配置成种子培养基(pH 7.1~7.2),在0.1MPa蒸汽灭菌20 min。
(4)发酵培养基发酵培养基的要求是营养要适当丰富和完全适合于菌种的生理特性和要求,使菌种迅速生长、健壮,能在比较短的周期内充分发挥产生菌合成发酵产物的能力,但要注意成本和能耗。
α-淀粉酶的发酵培养基配方是:麸皮70%、小米糠20%、木薯粉10%、烧碱0.5%,加水使水量达60%,常压蒸汽灭菌1h.本发酵属于一级种子罐扩大培养,二级发酵。
设计流程如下:孢子→锥形瓶→种子罐→发酵罐(1)孢子制备将保存在淀粉琼脂斜面上的枯草芽孢杆菌孢子用无菌水洗下,接种到锥形瓶中,在35℃静置培养2~4天,待长出大量孢子后作为接种用的种子。
(2)种子制备将保藏的菌种接种到马铃薯茄子瓶斜面(20%马铃薯煎出汁加MgSO4·7H2O 5 mg/L,琼脂2%,pH 6.7~7.0),37℃培养3天。
然后接入到20L种子罐,37℃搅拌,通风培养12~14小时。
此时菌种进入对数生长期(镜检细胞密集,粗壮整齐,大多数细胞单独存在,少数呈链状,发酵液pH 6.3~6.8,酶活5~10U/mL),再接种到发酵罐。
(3)发酵罐培养培养基的配制:用麦芽糖液配置成含麦芽糖6%、豆粕水解液6%~7%、Na2HPO4·12H2O0.8%、(NH4)2SO4 0.4%、CaCl2 0.2%、NH4Cl0.15%、豆油1kg、深井水20L,调pH至 6.5~7.0。
发酵罐培养基经消毒灭菌冷却后接入3%~5%种子培养成熟液。
培养条件为:温度37±1℃,罐压0.5kg/cm2,风量1~20h 为1:0.48vvm,20 h后1:0.67vvm,培养时间为28~36 h。
2.2 耐高温α-淀粉酶的生产方法耐高温α-淀粉酶生产工艺,采用地衣芽孢杆菌为菌株,通过一级种子罐发酵、大罐发酵、过滤、成品处理制得。
2.2.1 耐高温α-淀粉酶的生产原料有采用地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)1.5吨种子罐发酵,玉米淀粉6%~10%,玉米浆1%~3%,豆粕2%~5%,磷酸二氢钾0.3%~0.6%,磷酸氢二钾0.5%~2%,柠檬酸钠0.1%~0.3%,35吨发酵罐发酵, 玉米淀粉15%~30%,玉米粉5%~10%,豆粕1%~8%,玉米浆2%~5%,磷酸二氢钾0.1%~0.8%,磷酸氢二钾0.8%~2%,柠檬酸钠0.05%~0.4%等。
2.2.2 耐高温α-淀粉酶培养基制作(1)选取菌种:采用地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)。
(2)1.5吨种子罐发酵,培养基配方:玉米淀粉6%~10%,玉米浆1%~3%,豆粕2%~5%,磷酸二氢钾0.3%~0.6%,磷酸氢二钾0.5%~2%,柠檬酸钠0.1%~0.3%,余量为水,各组分以重量百分比计;加高温淀粉酶液化,消后pH6.2-6.5;用茄子瓶接入种母,温度37±1℃,通风量25-40m/h,pH值6.4,培养时间24-36小时。
(3)35吨发酵罐发酵,培养基配方:玉米淀粉15%~30%,玉米粉5%~10%,豆粕1%~8%,玉米浆2%~5%,磷酸二氢钾0.1%~0.8%,磷酸氢二钾0.8%~2%,柠檬酸钠0.05%~0.4%,余量为水,各组分以重量百分比计;加高温淀粉酶液化,pH6.2-6.4;温度42±1℃,风量400-1000m/h,pH值6.4-6.8,培养时间80-100小时;在上述条件下补料分批发酵:以淀粉浓度为150~280g/L 为发酵初糖浓度,以质量百分比40%~70%的淀粉糖溶液作为发酵补料物,在DE值降至10~60mg/ml时以阀门开启程度的大小为依据开始持续流加补料,维持发酵液中DE值约为10~60mg/ml,控制总糖浓度达到220~320g/L时停止补料。
(4)提取浓缩工艺:经絮凝、压滤,二次过滤后,采用超滤膜浓缩,保持料液浓缩过程中温度20℃--45℃;最后采用精滤板框过滤机,配合硅藻土预涂工艺进行过滤除菌,最终生产出成品。
2.2.3耐高温α-淀粉酶的另一种生产方法向成熟的发酵液中加入占发酵液重量1%-3%的钙离子保护剂或2%-5%淀粉中的至少一种,在70-90℃的条件下,进行热处理。
将制得的纯化的耐高温。
淀粉酶送至压力喷雾塔进行喷雾干燥,制得酶粉,将酶粉调配后,分装即得成品。
该耐高温。
淀粉酶呈固体状态,酶活力达2万单位/g以上,具有较高的稳定性,易贮存和运输。
2.2.4用菌种枯草芽孢杆菌T2来提取耐高温α-淀粉酶枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是当今工业酶制剂的主要生产菌种之一,主要用于生产淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等。
本实验利用高产α-淀粉酶的枯草芽孢杆菌T2生产α-淀粉酶。
(一)用此菌种来提取α-淀粉酶的生产原料枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)T2,蛋白胨5g,酵母膏2.5g,葡萄糖0.5g,可溶性淀粉2.5g,KH2PO4 1g,MgSO4.7H2O 0.25g,CaCl2.2H2O 0.1g,H2O 500mL,pH7.0。
(二)此培养基的制备1.培养基的制备与灭菌发酵培养基:蛋白胨5g,酵母膏2.5g,葡萄糖0.5g,可溶性淀粉2.5g,KH2PO4 1g,MgSO4.7H2O 0.25g,CaCl2.2H2O 0.1g,H2O 500mL,pH7.0。
分装于100mL锥形瓶中,每瓶50mL,121℃灭菌20min。
2.接种与产酶培养接种环灼烧灭菌后,轻轻刮取斜面种子培养基中的少量菌体,接入液体培养基中,并使环在液体与管壁接触的部位轻轻摩擦,使菌体分散于液体中。
37℃振荡培养48 h。
3.离心将发酵液置高速冷冻离心机中10000r/min离心10 min,除菌体,上清液即为α-淀粉酶粗酶液。
2.3 a一淀粉酶发酵培养基优化2.3.1不同碳源对发酵产酶的影响单独选择面粉、大米粉、糊精、淀粉、荞麦、高粱粉、玉米淀粉、蔗糖、葡萄糖作为碳源,替代基础发酵培养基中的玉米粉,其余培养基成分和发酵条件不变。
测定酶活结果,由图1可见,面粉、大米粉、淀粉、荞麦作为碳源时,都有利于米曲霉产酶,而高粱粉、玉米淀粉、蔗糖、葡萄糖对产酶的促进作用较低。
其中面粉对产酶的促进作用最大,因此选择面粉作为最佳唯一碳源。
2.3.2不同有机氮源对发酵产酶的影响在以面粉为唯一的碳源的条件下,选择玉米浆、蛋白胨、酵母膏、尿素、牛肉膏代替黄豆饼粉作为有机氮源,其余条件不变。
测定酶活结果由图2可看出,牛肉膏作为有机氮源有利于米曲霉产酶,而玉米浆、蛋白胨、酵母膏、尿素作为有机氮源时,对产酶的促进作用较低。
从工业生产的角度,牛肉膏的成本太高,产酶促进作用只较黄豆饼粉作为有机氮源的高一些,因此选择黄豆饼粉作为有机氮源。